V tak krátkém lidském měřítku, jako jsou naše narozeninové kalendáře, snadno zapomeneme, že existují světy, pro které se rok (doba potřebná k oběhu kolem Slunce) měří na staletí, nikoli na dny nebo měsíce. Pluto, slavná trpasličí planeta na okraji sluneční soustavy, je jedním z nich: byla objevena v roce 1930, ale svůj první plný oběh od svého objevu dokončí až v roce 2178.
Pokud se nad tím zamyslíme v běžných souvislostech, pro Pluto platí, že vše, co se v nedávné historii lidstva událo – od druhé světové války až po nástup internetu a vesmírných sond, které jej zblízka vyfotografovaly – se vejde do jediného „zlomku roku“. Pro tento malý ledový svět se našich sto let moderní historie rovná sotva kousku vesmírného ročního období, jako bychom pozorovali jen několik týdnů ve velmi dlouhém plutonském roce.
Když 18. února 1930 americký astronom Clyde W. Tombaugh poprvé pozoroval tento vzdálený nebeský objekt z Lowellovy observatoře, byly pozemní dalekohledy a fotografické desky ještě na špičce astronomie. Tombaugh trpělivě porovnával snímky oblohy pořízené v různých nocích pomocí přístroje zvaného flicker comparator, který mu umožnil rozpoznat drobné světelné body pohybující se pomalu na pevném pozadí hvězd. Pluto bylo pokřtěno a oslavováno jako devátá planeta sluneční soustavy, která zaujímá pevné místo na naší kosmické mapě. Jméno navrhla jedenáctiletá britská dívka Venetia Burneyová, která navrhla „Pluto“ podle římského boha podsvětí; astronomický symbol ♇ kombinuje P a L, rovněž na počest Lowellovy hvězdárny.
V té době nikdo přesně nevěděl, jak je Pluto velké a jaká je jeho dráha. Předpokládalo se, že je dokonce větší než Země, jakýsi ledový obr, což by vysvětlovalo určité nepravidelnosti na dráze Neptunu. Nakonec se zjistilo, že tyto nepravidelnosti jsou jen klamem ve výpočtech a že Pluto je mnohem menší, než se dříve myslelo, s průměrem asi 2 376 kilometrů, což jsou asi dvě třetiny průměru našeho Měsíce.
Jeho mimořádně dlouhá oběžná dráha (cyklus asi 248 pozemských let) znamená, že od doby svého objevu urazil jen zlomek tohoto oběhu. Na základě tohoto údaje NASA vypočítala, že 23. března 2178 Pluto poprvé dokončí návrat do stejného bodu své dráhy, v jakém se nacházelo v době svého objevu. To znamená, že kdybychom v tento den mohli „překrýt“ oblohu z let 1930 a 2178, Pluto by na své dráze kolem Slunce opět zaujalo prakticky stejnou pozici.
Abychom si udělali představu o měřítku, jeden rok na Plutu odpovídá téměř 248 pozemským rokům. Pokud by se člověk narodil v den objevu Pluta a dožil by se svých „prvních oběžných narozenin“ v roce 2178, bylo by mu 248 let. Tohoto věku se však žádný člověk nikdy nedožil, takže nikdo z nás se nedožije ani jednoho roku od objevení Pluta. Celý náš život se vejde nanejvýš do necelé poloviny plutonského roku.
Pluto nejenže obíhá kolem Slunce velmi dlouho, ale navíc tak činí zcela odlišným způsobem než osm klasických planet. Jeho dráha je více eliptická (méně kruhová) a skloněná vzhledem k rovině, v níž obíhá většina planet. To znamená, že v některých částech své dráhy dokonce protíná dráhu Neptunu (planety, která je od svého přetvoření v roce 2006 od Slunce nejvzdálenější), ale bez rizika srážky díky gravitační rezonanci, která je synchronizuje.
Konkrétně jsou Pluto a Neptun v orbitální rezonanci 3:2: na každé tři oběhy Neptunu kolem Slunce připadají přesně dva oběhy Pluta. Tento druh „synchronizovaného tance“ znamená, že ačkoli se jejich dráhy na papíře kříží, nikdy nejsou ve stejnou dobu na stejném místě. Je to, jako kdyby dva běžci sdíleli část dráhy, ale díky dokonale sladěnému rytmu tuto část přejížděli vždy v jinou dobu.
Jeho dráha je také velmi excentrická: v nejbližším bodě ke Slunci (perihelium) je Pluto vzdáleno asi 4,4 miliardy kilometrů, zatímco v nejvzdálenějším bodě (afélium) je vzdáleno téměř 7,4 miliardy kilometrů. To způsobuje extrémní změny v množství světla a tepla, které na něj dopadá. Během části své dráhy je Pluto dokonce blíže Slunci než Neptun, jako tomu bylo v letech 1979-1999. V těchto letech přestalo být Pluto technicky vzato „poslední“ planetou co do vzdálenosti od Slunce, ačkoli zůstalo nejvzdálenější z hlediska své plné dráhy.
Skutečnost, že je Pluto tak daleko a má tak protáhlou dráhu, znamená, že jeho rok je téměř o dvě a půl století delší než rok Země, a tak, ačkoli byl poprvé pozorován téměř před 100 lety, ještě neměl „oběžné narozeniny“. Tento okamžik nastane v budoucnosti tak vzdálené, že my, kteří žijeme na Zemi, ho nikdy nebudeme moci zažít, a Pluto se tak stane vesmírnou připomínkou časových měřítek mimo dosah každodenní zkušenosti.
Čas na Plutu se však neměří jen ve velmi dlouhých letech. Jeho dny jsou také zvláštní. Plutonský den (doba, za kterou se otočí kolem své osy) trvá asi 6,4 pozemského dne a navíc se ve srovnání se Zemí otáčí „pozpátku“: kdybychom mohli stát na jeho povrchu, viděli bychom Slunce vycházet na západě a zapadat na východě. Jeho osa rotace je natolik skloněná (asi 120 stupňů), že se Pluto na své dráze prakticky „převaluje“, což má za následek extrémní roční období, kdy celé oblasti mohou strávit desítky let v polostínu nebo v jakémsi téměř nepřetržitém dni.
Po svém objevu si Pluto udrželo status planety po více než sedm desetiletí. V roce 2006 však Mezinárodní astronomická unie (IAU) nově definovala, co znamená být planetou, a Pluto spadlo do kategorie „trpasličí planeta“. Přestože stále opisuje svou oběžnou dráhu kolem Slunce a díky své gravitaci má téměř kulový tvar, „nevyčistilo“ své okolí od jiných objektů jako větší planety, což je podle IAU jedno z klíčových kritérií.
In pictures: Pluto's long, strange history http://t.co/a4ZGgjcKUd pic.twitter.com/TrIilpmeew
— nature (@Nature) February 22, 2015
Rozhodnutí nebylo svévolné. Na přelomu 20. a 21. století začali astronomové objevovat četné ledové objekty za Neptunem, v oblasti zvané Kuiperův pás. Ukázalo se, že některé z nich, jako například Eris, jsou svou velikostí a vlastnostmi podobné Plutu. Pokud by Pluto zůstalo planetou, musely by se k němu přidat desítky nebo dokonce stovky nových planet. Aby se zabránilo nafouknutí sluneční soustavy nezvládnutelným počtem „planet“, stanovila IAU v roce 2006 tři kritéria pro jejich definici:
- Musí obíhat kolem Slunce.
- Musí mít dostatečnou hmotnost, aby ji její vlastní gravitace činila téměř kulovou.
- Musí mít vyklizenou oběžnou dráhu od jiných těles srovnatelné velikosti.
Pluto splňuje první dvě, ale ne třetí. Svou oblast sdílí s množstvím objektů Kuiperova pásu, a proto bylo překlasifikováno na trpasličí planetu. Toto rozhodnutí vyvolalo intenzivní debatu jak ve vědecké komunitě, tak v široké veřejnosti, a dodnes se najdou astronomové, kteří tvrdí, že by Pluto mělo znovu získat status planety. Oficiální definice IAU však stále platí.
Přesto Pluto vědce nepřestává fascinovat. V roce 2015 nám mise NASA New Horizons poskytla dosud nevídané pohledy na jeho povrch a atmosféru a odhalila ledové hory, rozlehlé pláně a vrstvy těkavých sloučenin, které se mění se slabým slunečním zářením ve vzdálených končinách sluneční soustavy. Tato zjištění rozšířila naše znalosti o fungování malých, chladných světů za Neptunem, v oblasti známé jako Kuiperův pás.
Sonda New Horizons byla vypuštěna v roce 2006 a cesta k Plutu jí trvala téměř devět a půl roku, přičemž se pohybovala rychlostí více než 50 000 km/h. Dne 14. července 2015 prolétla ve vzdálenosti 12 500 km od povrchu trpasličí planety a během několika hodin o ní shromáždila většinu údajů, které o ní dnes máme. Mezi její nejpozoruhodnější objevy patří Sputnik Planitia, rozsáhlá planina ve tvaru srdce tvořená převážně ledovým dusíkem, která je tak velká, že je dobře viditelná na globálních snímcích Pluta.
Hory obklopující planinu dosahují výšky až 3 až 4 kilometry a jsou tvořeny vodním ledem tvrdým jako skála při velmi nízkých teplotách Pluta (kolem -230 °C). Byly identifikovány pomalu tekoucí ledovce, duny tvořené ledovými zrnky metanu a možné kryovulkány – ledové sopky – které mohly v nedávné geologické minulosti chrlit směsi vody, čpavku a dalších sloučenin. To vše naznačuje, že Pluto není mrtvý, statický svět, ale na svou velikost a vzdálenost od Slunce překvapivě aktivní těleso.
Jeho atmosféra, ačkoli je velmi slabá, se také ukázala být složitější, než se očekávalo. Je složena převážně z dusíku, s malým množstvím metanu a oxidu uhelnatého. Jak se Pluto přibližuje ke Slunci, část jeho povrchového ledu sublimuje (mění se přímo z pevného skupenství na plynné) a vytváří atmosféru, která sahá stovky kilometrů nad povrch. Při vzdalování se může tato atmosféra znovu zmrznout a „spadnout“ zpět na zem jako druh exotického sněhu. Sonda New Horizons rovněž zjistila, že trpasličí planetu obklopují vrstvy namodralého oparu, který vzniká chemickými reakcemi v horních vrstvách atmosféry.
Pluto necestuje samo. Má soustavu pěti známých měsíců: Charon, Nix, Hydra, Cerberus a Styx. Charon, největší z nich, je ve srovnání s Plutem tak velký (má asi polovinu jeho průměru), že oba tvoří binární systém: obíhají kolem společného středu hmoty, který leží mimo Pluto. Navíc si navzájem ukazují stále stejnou tvář, jako dva tanečníci, kteří na sebe při otáčení hledí. Menší měsíce, objevené v letech 2005 až 2012, se zdají být úlomky ledu a hornin, pravděpodobně pozůstatky dávné srážky.
To vše zasazuje Pluto do širšího kontextu: do Kuiperova pásu, rozsáhlé prstencové oblasti táhnoucí se zhruba od dráhy Neptunu do vzdálenosti asi 50krát větší, než je vzdálenost Země od Slunce. Nacházejí se zde tisíce ledových těles, od malých úlomků až po objekty podobné Plutu, jako jsou Eris, Makemake nebo Haumea. Mnohé z těchto objektů jsou považovány za primitivní pozůstatky formování sluneční soustavy, stavební kameny, které nikdy nepokračovaly ve formování větších planet.
V tomto smyslu je Pluto jakousi kosmickou fosilií. Jeho studium nám pomáhá pochopit, jak vypadala sluneční soustava ve svých počátcích a jak byly v jejích vnějších oblastech rozmístěny ledové a kamenné materiály. Sonda New Horizons po průletu nad Plutem pokračovala ve své cestě a v roce 2019 navštívila další objekt Kuiperova pásu, Arrokoth, čímž potvrdila, že mnohá z těchto těles si zachovala velmi primitivní strukturu, téměř neporušenou po více než 4 miliardy let.
Oslava „prvního roku“ Pluta od jeho objevení je mnohem víc než jen zábavný fakt nebo vzdálená efemerida. Je to připomínka toho, že vesmírné hodiny a hodiny lidského života nefungují ve stejném měřítku. To, co nám připadá jako století, nemusí být pro ledové těleso na okraji sluneční soustavy víc než neúplný oběh kolem Slunce.
Headlines from March 14, 1930 about the discovery of Pluto.
byu/Aeromarine_eng inspace
Zatímco budeme čekat na 23. březen 2178 – a vlastně si ho i představovat -, Pluto se bude dál pomalu pohybovat po své dráze, téměř lhostejný k našim diskusím o tom, zda je to planeta, nebo trpasličí planeta. Než uplyne první rok od jeho objevení, lidstvo se změní způsobem, který dnes můžeme jen stěží předvídat: možná budou existovat základny na Měsíci nebo Marsu, ještě výkonnější teleskopy zkoumající vzdálené exoplanety, nebo dokonce nové sondy zkoumající další světy v Kuiperově pásu.
Pluto nám připomíná, že ve velkém vesmírném kalendáři je naše existence jen prchavým okamžikem. Přesto jsme ho v tomto krátkém okamžiku dokázali objevit, pojmenovat, diskutovat o jeho stavu, vyslat k němu sondu a rekonstruovat jeho historii. Možná, že až v roce 2178 konečně přijdou její první „orbitální narozeniny“, někdo se ohlédne zpět a uvidí v tom dlouhém plutonském roce malou, ale významnou lidskou stopu: stopu druhu, který se v koutě Mléčné dráhy rozhodl měřit čas nejen svými hodinami, ale i hodinami vzdálených světů.